一種微納加工集成工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種微納加工集成工藝，用于加工采用金屬薄片的精密儀器，包括以下步驟：首選選取若干金屬薄片，采用冷沖模工藝對所述金屬薄片分別進行引伸、沖孔、剪切與折彎，使其形成需要的結構；其次，將上述的金屬薄片進行冷沖模加工，在其中的金屬薄片上形成引伸凸起結構；最后，將加工完成的金屬薄片通過焊接，從而粘結成具有微腔室或微流體槽道的產品結構，采用該工藝進行加工，不僅能實現批量化加工，而且加工成本較低，使得加工完成的產品具有非常強的市場競爭力。
【專利說明】—種微納加工集成工藝

【技術領域】
[0001]本發明涉及微納加工集成【技術領域】，具體而言，涉及一種對金屬薄片進行冷沖和疊層焊接，使其形成金屬薄壁微小型腔的微納加工集成工藝。

【背景技術】
[0002]自上個世紀70年代以來，以微機電系統為代表的微納加工工藝的手段層出不窮，目前的微納加工工藝，主要是基于硅基的加工工藝集成。
[0003]現有技術中的硅基加工工藝主要服務于對精度要求不太高的微小型的傳感器，在應用領域中，硅基器材由于其固有的脆性及加工復雜程度，導致其加工成本非常昂貴，而且，由于金屬的可塑性、易加工性、高導熱性、高導電性、易于現有金屬部件組裝等優越性能，而硅基器材并不具有這方面的性能，因此還很難完全替代金屬材質的器材，在一些精密儀器上，例如超薄型氣液兩相分離分配器、超薄型流體流場分配器、超薄型散熱器、超薄型氣液兩相混合器等，無法采用硅基器材進行加工，因此如何對金屬材質進行加工仍然是研究的重點。
[0004]根據硅基加工工藝所給出的經驗啟示，現有技術中開始出現利用硅基加工衍生而出的微刻蝕、微電鑄、微電鍍等工藝，以及從機械精密加工拓展而來的微電火花、微切削、微光曲拋等工藝，這些技術雖然能實現對金屬材料的加工，但是其加工成本非常高，而且無法實現大規模的批量化制造。
[0005]隨著市場需求的旺盛，對于高效率批量化低成本加工的要求也越來越高,因此,如何滿足市場需求，成為本發明需要解決的問題。


【發明內容】

[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種微納加工集成工藝，通過利用冷沖模加工工藝與焊接工藝相結合的方式，能實現批量化制造具有金屬薄壁微小型腔的產品。
[0007]本發明的技術方案如下:
[0008]一種微納加工集成工藝，根據產品的結構，選取若干厚度為50-500微米的金屬薄片，按照產品需求，采用冷沖模工藝對部分或者全部的金屬薄片進行引伸、沖孔、剪切與折彎，冷沖級進模可以進行150-300次/分鐘的沖壓成型速度，使其形成需要的結構；(2)經過步驟(I)中的冷沖模工藝，由于冷沖模的加工精度較高，因此可以在所述金屬薄片上形成引伸凸起結構或者折彎結構，根據產品需要，可以再進行冷沖模加工，使引伸凸起結構上具有凹槽等，滿足產品的功能；(3)將加工后的金屬薄片通過疊片焊接或者粘合，例如超聲壓焊、回流焊等焊接技術，使其形成具有不同功能特征的微腔室或微流體槽道結構，從而形成最終的產品。
[0009]有益效果:本發明通過以上技術方案，解決了現有技術中遇到的問題，不僅能提高工作效率，使金屬薄片進行批量化加工成為可能，極大程度的滿足市場需求，而且該工藝能大大縮減產品的制造成本，使所生產的產品具有更強的市場競爭力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為本發明實施例1所公開的微流體容器的第一金屬薄片的立體結構示意圖；
[0012]圖2為本發明實施例1所公開的微流體容器的爆炸結構示意圖；
[0013]圖3為本發明實施例1所公開的微流體容器的剖視結構示意圖；
[0014]圖4為本發明實施例2所公開的微流體通道的第三金屬薄片的立體結構示意圖；
[0015]圖5為本發明實施例2所公開的微流體通道的爆炸結構示意圖；
[0016]圖6為本發明實施例3所公開的氣液兩相混合器的金屬片B的正視結構示意圖；
[0017]圖7為本發明實施例3所公開的氣液兩相混合器的爆炸結構示意圖。
[0018]圖中數字和字母所表示的相應部件名稱:
[0019]1、第一金屬薄片；2、引伸凸包結構；3、凹槽；4、第二金屬薄片；5、第三金屬薄片；
6、引流槽；7、進口 ；8、出口 ；9、第四金屬薄片；10、金屬片A;ll、通孔；12、金屬片B;13、金屬片C ;14、混合板陣列結構。

【具體實施方式】
[0020]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0021]實施例1
[0022]一種氣液兩相分離微流體容器的加工工藝，所述微流體容器包含有第一金屬薄片I和第二金屬薄片4，所述第一金屬薄片I通過冷沖模工藝中的引伸加工和折彎加工，在所述第一金屬薄片I的表面形成引伸凸包結構，在所述引伸凸包結構2的頂部包含有凹槽3，所述凹槽3的底部略高于所述第一金屬薄片I的底面，將所述第一金屬薄片I與所述第二金屬薄片4通過焊接的方式，例如超聲壓焊、擴散焊、釬焊等，使所述第一金屬薄片I與所述第二金屬薄片4相粘結，這樣，所述引伸凸包結構2和所述凹槽3的結合，將微流體容器的腔體分割為具有較高高度的氣相微流道和具有較低高度的液相微流道，當所述第一金屬薄片I與所述第二金屬薄片4之間注入液體和氣體時，由于液體與金屬表面張力遠大于氣體與金屬表面張力，因此，氣體和液體在所述的微流體容器內能實現分離。
[0023]實施例2
[0024]一種具有引流槽6結構的微流體通道的加工工藝，所述微流體通道由第三金屬薄片5和第四金屬薄片9組成，在所述第三金屬薄片5上，通過利用冷沖模工藝中的沖壓、剪切和折彎工藝，使得所述第三金屬薄片5的表面形成引伸凸包結構2，在所述引伸凸包結構2上面再經過沖壓和折彎工藝，形成引流槽6，之后在所述引伸凸包結構2上通過沖孔工藝，開設進口 7和出口 8，最后通過疊片焊接工藝，例如擴散焊、釬焊等，將所述第三金屬薄片5與所述第四金屬薄片9相粘結，從而形成微流體通道，工作時，將液體從進口 7進入微流體通道內部，由于在所述引伸凸包結構2內部設有引流槽6，而引流槽6能夠對液體進行疏導，當液體以一定的速度流入時，撞擊到引流槽6后，液體在微流體通道內能進行充分交換，交換后的液體從所述微流體通道的出口 8處流出。
[0025]實施例3
[0026]一種氣液兩相混合器的加工工藝，氣液兩相混合器由一個帶有上凹腔結構的金屬片A10，一個帶有混合板陣列結構14的金屬片B12，以及一個帶有下凹腔結構的金屬片C13組成，所述上凹腔結構與所述下凹腔結構通過冷沖模工藝中的引伸和折彎，然后在所述金屬片AlO和金屬片C13上開設通孔11，所述通孔11的上下位置相對應，將所述金屬片B12經過引伸和沖壓、折彎，使得所述金屬片B12上形成混合板陣列結構14，然后通過堆疊焊接或者粘結，例如超聲壓焊、回流焊等技術，將所述金屬片A10、金屬片B12與金屬片C13相焊接或者粘結，形成所述的氣液兩相混合器，工作時，液體從通孔11中進氣和入液，根據流速的影響，在受到混合板陣列結構14的擾動后，氣體和液體在通道內能進行充分混合，然后從其他通孔流出，具體如下:液體從金屬片AlO上的通孔11進入，氣體從其對應的金屬片C13底部通孔進入，受到重力作用，液體通過混合板陣列機構14上的開孔與氣體進行充分混合，然后進入金屬片C13的氣體通道，氣體進入金屬片AlO的液體通道，最后液體從金屬片C13另一側的通孔11流出，氣體從金屬片AlO另一側的通孔11排出。
[0027]以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種微納加工集成工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)選取若干金屬薄片，采用冷沖模工藝對所述金屬薄片進行一次或者多次引伸、沖孔、剪切與折彎，使其形成需要的結構；(2)經過步驟(1)中的一次或者多次的冷沖模工藝，在其中的金屬薄片上形成引伸凸起結構；(3)將加工后的金屬薄片通過疊片焊接或者粘合，使其形成微腔室或微流體槽道結構，從而形成產品的結構。
【文檔編號】B23P15/00GK104308464SQ201410431326
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】王振宇, 焦斌斌 申請人:王振宇, 焦斌斌